使用 Simulink 進行電機控制設計,使用仿真和原型硬件驗證和測試控制算法。其高效的電機控制算法開發(fā)工作流程包括:構建精確的系統(tǒng)模型,通常會借助包含電機、驅動器電子器件、傳感器和負載的庫。生成 ANSI、ISO 或針對處理器優(yōu)化過的 C 代碼和 HDL 以進行實時測試和實現(xiàn)。Simulink電機控制算法可調(diào)節(jié)速度、扭矩和其他性能特征,通常用于精密定位。在進行昂貴的硬件測試之前,通過仿真評估控制算法可以有效確定電機控制器設計的適用性、縮減算法開發(fā)的時間和成本。
1. Motor Control Blockset 提供一系列 Simulink 模塊,可用于為無刷電機創(chuàng)建和調(diào)優(yōu)磁場定向控制算法和其他算法。這些模塊包括帕克和克拉克變換、無傳感器觀測器、弱磁、空間矢量發(fā)生器和磁場定向控制 (FOC) 自動調(diào)節(jié)器。您可以使用模塊集中包含的電機和逆變器模型,在閉環(huán)仿真中驗證控制算法。
2. 使用 Simulink 和 Simscape 以不同逼真度對電機和電機驅動器進行建模和仿真。電機建模和電機仿真可幫助您執(zhí)行包括系統(tǒng)級性能分析和詳細電機驅動設計在內(nèi)的各種任務。在電機模型和電機仿真中,每項任務都需要捕獲各種物理效應。電機驅動設計師可能需要導入有限元分析 (FEA) 數(shù)據(jù),以優(yōu)化驅動設計參數(shù),同時將損耗降至最低。系統(tǒng)工程師通常依靠更抽象的電機建模,這種建模能夠平衡機械和電力以加快電機仿真,并分析電機驅動設備的系統(tǒng)級性能。
Simulink 和 Simscape 支持以多個逼真度進行電機建模和電機仿真:
1) 系統(tǒng)設計:無脈寬調(diào)制 (PWM) 或電力電氣開關;簡化動態(tài)性能;基于能量的穩(wěn)態(tài)等效和效率映射建模
2) 控制設計:理想開關;集總參數(shù)建模;線性扭矩-電流關系
3) 電機驅動設計:非理想開關 - 基于物理學的功率半導體建模; 飽和度 - 電流和/或轉子角度的非線性相關;空間諧波 - 包括磁鏈中齒槽和諧波導致的扭矩波動